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Étude théorique de l'anisotropie du transport thermique dans des nanostructures à base de silicium et de germanium
| Content Provider | Semantic Scholar |
|---|---|
| Author | Larroque, Jerome |
| Copyright Year | 2016 |
| Abstract | Le transport thermique dans les nanostructures semi-conductrices est un sujet de recherche tres actuel, couvrant de larges domaines applicatifs dont l’auto-echauffement des composants nanoelectroniques et la conversion d’energie par effet thermoelectrique. La modelisation du transport thermique a l’echelle nanometrique est complexe car la longueur des dispositifs devient du meme ordre de grandeur que le libre parcours moyen des porteurs de chaleurs (phonons). L’hypothese de pseudo-equilibre local n’est plus pertinente, de plus des effets de confinements peuvent aussi apparaitre. Il faut donc developper des outils de modelisation specifiques.Pour prendre en compte les effets de confinement, j'ai calcule les relations de dispersions des phonons dans les nanostructures. Pour cela, j’ai mis en œuvre une methode atomistique semi-empirique nommee ABCM (« Adiabadic Bond Charge Model »). J’ai pu ainsi calculer, dans l'ensemble de la zone de Brillouin (« Full Band »), la dispersion des phonons dans du silicium et du germanium en phase Zinc-Blende et aussi en phase Wurtzite.En outre, afin d’evaluer la resistance thermique d’interface, une extension originale du modele « Acoustic Mismatch Model », entierement « full-band », a ete developpee. Grâce a l’approche « Full-Band » la dependance a l’orientation relative des cristaux de chaque cote de l’interface a ete etudiee. Les effets d’orientations sur la transmission ont aussi ete etudies dans des nanofils polyphases nouvellement synthetises dans le laboratoire.En parallele, pour etudier le transport des phonons, j'ai developpe un simulateur Monte Carlo particulaire qui utilise les dispersions « Full-Band » calculees en ABCM. Ce type de simulateur est tres polyvalent et permet de decrire l’ensemble des regimes de transports (du balistique au diffusif). De plus, comme il utilise une dispersion « Full-Band » les effets de confinement peuvent aussi etre inclus. Ce simulateur m’a permis d’etudier les effets d’un changement d’orientation des plans cristallographiques du cristal sur la conductivite thermiques dans des nanofils de silicium et de germanium. J’ai ainsi evalue l’anisotropie du flux thermique dans ces nanostructures. |
| File Format | PDF HTM / HTML |
| Alternate Webpage(s) | https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01298072/document |
| Language | English |
| Access Restriction | Open |
| Content Type | Text |
| Resource Type | Article |
